- •Методические указания
- •Лабораторная работа № 1 исследование температурной зависимости электропроводности полупроводников
- •Лабораторная работа № 2 получение петли гистерезиса осциллографическим методом
- •Лабораторная работа № 3 исследование характеристик фоторезистора
- •Тангенс угла диэлектрических потерь, схемы замещения диэлектрика
- •Библиографический список
- •Содержание
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Тангенс угла диэлектрических потерь, схемы замещения диэлектрика
В диэлектрическом конденсаторе с идеальным диэлектриком, т.е. с диэлектриком без потерь, вектор тока Ic опережает вектор напряжения на 90o . В реальных диэлектриках угол между током, протекающим через емкость, и напряжением меньше 90o за счет потерь, которые вызывают протекание активного тока Ia, совпадающего по фазе с напряжением. Векторные диаграммы и схемы замещения для идеального диэлектрика и диэлектрика с потерями показаны на рисунке.
Рис.
1. Схемы замещения и векторные диаграммы:
а) — идеального
диэлектрика;
б), в) —диэлектрика
с потерями;
б) — параллельная
схема;
в) — последовательная
схема
Используя рисунок, получим выражение для расчета полных диэлектрических потерь P = U. Ia = U. Ic. tg, Ic = U. w. C, P = U2. ω. C. tg, где ω = 2πf - угловая частота. В системе СИ Р выражается в Ваттах, если f - в Герцах (ω - в рад/с), С - в Фарадах. Формулу для удельных диэлектрических потерь получим, если в качестве диэлектрика возьмем куб со стороной грани в 1 м, считая, что напряжение приложено к двум противоположным граням. Тогда с учетом того, что емкость единичного куба можно подсчитать по формуле С = 0S/d,
где S = 1 м2, d = 1м , 0=1/36 109 Ф/м и E= U/d получим
Коэффициент диэлектрических потерь
Для упрощения расчетов часто пользуются комплексными величинами. Комплексная диэлектрическая проницаемость записывается в виде
* = ' - j ",
где действительная часть ' имеет физический смысл относительной диэлектрической проницаемости, а " характеризует потери
" = ' tg,
и называется коэффициентом диэлектрических потерь.
Экспериментальная часть
Для определения тангенса угла диэлектрических потерь используется мост Е12-2.
Между контактами вставляется измерительная емкость. Переключатель «Частота, Гц» в положении «1000». Переключатель «Вид измерения» в положении «С». Переключатель «tg—Q» в положении tg. Переключатель «Множитель» в положении минимума микроамперметра. Переключатель «Отсчет» грубый и плавный в положении минимума микроамперметра. Ручкой tg находим тангенс угла диэлектрических потерь по минимуму микроамперметра.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое потери в диэлектриках?
2. Причины возникновения потерь в диэлектриках, помещённых в постоянное и переменное электрические поля.
3. Что такое угол и тангенс угла диэлектрических потерь?
4. Нарисовать векторную диаграмму напряжения и токов в диэлектрике.
5. Объяснить зависимость tgd от частоты.
Библиографический список
1. Пасынков В.В. Материалы электронной техники/ В.В.Пасынков. — М.: Высш. шк., 1980 г. 340 с.
Содержание
Лабораторная работа № 1………………………… ….1
Лабораторная работа № 2…………………………….18
Лабораторная работа № 3…………………………….32
Лабораторная работа № 4…………………………….42
Библиографический список…………………………..45
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам № 1—4
по дисциплине «Материалы и элементы
электронной техники»
для студентов специальности 210107
«Электронное машиностроение»
очной формы обучения
Составители:
Акулинин Станислав Алексеевич
Минаков Сергей Алексеевич
В авторской редакции
Компьютерный набор С.А. Минакова
Подписано в печать 16.04.2010.
Уч.-изд. л. 2,7. «С»
ГОУВПО «Воронежский государственный
технический университет»